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石墨烯为何被称为“材料之王”?

来源:中国数字科技馆作者:管理员

它的强大能力常常令人咋舌。一块用它制成的一厘米厚板材,能够让一头5吨重的成年大象稳稳站在上面;用它做的手机电池,一秒内就能把电充满;以它为材料的平板电脑,可以随意折叠成手机大小放在口袋里。这种神奇的材料就是石墨烯。

石墨烯被称为"材料之王"是由于其一系列特性决定的。石墨烯是一种由碳原子组成的六角形二维碳纳米材料。它的优势基于它以下几个优点:首先它的厚度是目前最薄的,然后是强度最高,透光最好,导电最好,导热也是最好的。

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石墨烯是一种由碳原子组成的六角形二维碳纳米材料(图片来自网络)

跟我们生活中遇到的一些材料对比,就能感受到石墨烯的一些优势,比方说它的厚度仅有0.34纳米,1克单层的石墨烯展开就可以达到2630平方米。如果和我们打印使用的A4纸比较,那么单层的石墨烯厚度仅仅是相当于纸厚度的一百万分之一。

石墨烯的强度硬度甚至超过了钻石,几乎是优质钢材的一百倍。玻璃的透光率可能才只有89%,而石墨烯的透光率可以达到97.7%,所以肉眼下它几乎是透明的。在导电导热方面,目前也还没有材料可以超过石墨烯。

正是因为石墨烯有这么多优异性能,现在包括美国、欧盟等都把石墨烯列为非常重要的一个前沿材料,美国军方甚至把石墨烯列为影响未来军事装备的九大科技之一。在欧盟,欧洲科学家也把石墨烯列为影响未来科技的六大科技之一,并且把它排在了第二位。

这些年石墨烯基础研究和相关产业在中国发展也很快,中国不仅形成了比较雄厚的石墨烯基础研究和应用研究的研发力量,一些显现出石墨烯优异性能的产品也在不断问世。

当前,我国还需要在研究中深入挖掘,解决石墨烯材料基础研究和产业发展的一些关键性难题,将中国发展成一个石墨烯研发的强国。